(57)【要約】【課題】板状物に関する種々の加工において、板状物の厚みを効率良く計測できるようにする。【解決手段】支持面２０において板状物を支持する支持テーブル２と、保持パッド３０の保持面３００において板状物を保持して搬送する搬送手段３と、搬送手段３に保持された板状物を支持面２０に押圧した状態で搬送パッド３０の保持面３００と支持テーブル２の支持面２０との間隔を計測する計測手段４とから構成される厚み計測装置１を提供する。【選択図】図１
2005177928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状物の厚みを計測する厚み計測装置であって、
支持面において板状物を支持する支持テーブルと、
保持パッドの保持面において該板状物を保持して搬送する搬送手段と、
該保持パッドに保持された板状物を該支持面に押圧した状態で、該搬送パッドの保持面と該支持テーブルの支持面との間隔を計測する計測手段と
から構成される厚み計測装置。
【請求項２】
前記計測手段は、
計測ロッドと、
該計測ロッドを進退自在に支持し、該計測ロッドの位置を計測する本体部と
から構成される接触式計測器であり、
前記保持パッドには、該計測ロッドに接触する接触端子が形成されている請求項１に記載の厚み計測装置。
【請求項３】
板状物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された板状物を研削する研削手段と、研削後の該板状物を洗浄する洗浄手段と、該板状物を該チャックテーブルから該洗浄手段に搬送する搬送手段とを少なくとも備えた研削装置であって、
該洗浄手段は、板状物を支持する支持テーブルと、該支持テーブルに支持された板状物に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルとを備え、
該搬送手段は、保持面において板状物を保持する保持パッドと、該保持パッドを該チャックテーブルから該支持テーブルに移動させると共に該保持パッドに保持された板状物を該支持テーブルに押圧するアーム部とから構成され、
該搬送手段に保持された板状物を該支持面に押圧した状態で、該保持パッドの保持面と該支持テーブルの支持面との間隔を計測する計測手段が該支持テーブルに隣接して配設されている研削装置。
【請求項４】
前記計測手段は、
計測ロッドと、
該計測ロッドを進退自在に支持し、該計測ロッドの位置を計測する本体部と
から構成される接触式計測器であり、
前記保持パッドには、該計測ロッドに接触する接触端子が形成されている請求項１に記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状物の厚みを計測する装置及びその装置を組み込んだ研削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体ウェーハのような板状物の面を所望の厚さに形成しようとするときは、チャックテーブルにおいて板状物を保持し、その板状物の露出面に回転する研削砥石を接触させて研削を行う。そして、触針式のハイトゲージを用いて研削中の板状物の厚みが計測され、計測値が所望の厚みの値と一致した時に研削を終了するのが一般的である。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−００６０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ハイトゲージは故障しやすく、故障が生じると板状物の厚みを正確に認識することができなくなるため、板状物を所望の厚みに仕上げることができなくなる。従って、板状物を常に所望の厚みにするためには、研削後の板状物を、定期的にまたはランダムに取り出して別の手段によってその板状物の厚みを計測してハイトゲージの信頼性を確認するという余分な工程が必要となり、生産性が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、板状物に関する種々の加工において、その厚みを効率良く計測できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、板状物の厚みを計測する厚み計測装置に関するもので、支持面において板状物を支持する支持テーブルと、保持パッドの保持面において板状物を保持して搬送する搬送手段と、保持パッドに保持された板状物を該支持面に押圧した状態で搬送パッドの保持面と支持テーブルの支持面との間隔を計測する計測手段とから構成されることを要旨とする。
【０００７】
そして、計測手段は、計測ロッドと、計測ロッドを進退自在に支持して計測ロッドの位置を計測する本体部とから構成される接触式計測器であり、保持パッドには計測ロッドに接触する接触端子が形成されていることが好ましい。
【０００８】
また本発明は、板状物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された板状物を研削する研削手段と、研削後の板状物を洗浄する洗浄手段と、板状物をチャックテーブルから洗浄手段に搬送する搬送手段とを少なくとも備え、洗浄手段は、板状物を支持する支持テーブルと、該持テーブルに支持された板状物に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルとを備え、搬送手段は、保持面において板状物を保持する保持パッドと、保持パッドをチャックテーブルから支持テーブルに移動させると共に保持パッドに保持された板状物を支持テーブルに押圧するアーム部とから構成され、搬送手段に保持された板状物を支持面に押圧した状態で、保持パッドの保持面と支持テーブルの支持面との間隔を計測する計測手段が支持テーブルに隣接して配設されていることを要旨とする研削装置を提供する。
【０００９】
そして、計測手段は、計測ロッドと、計測ロッドを進退自在に支持し、計測ロッドの位置を計測する本体部とから構成される接触式計測器であり、保持パッドには、計測ロッドに接触する接触端子が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る厚み計測装置においては、保持パッドの保持面と支持テーブルの支持面との間隔を計測する計測手段を備えたことにより、搬送手段に保持された板状物を支持面に押圧した際の保持面と支持面との間隔が板状物の厚みに等しくなり、その間隔の値を計測手段によって計測することによって、板状物の厚みを正確に認識することができる。
【００１１】
また、計測手段が、計測ロッドと計測ロッドを進退自在に支持して計測ロッドの位置を計測する本体部とから構成された接触式計測器であり、計測ロッドに接触する接触端子が保持パッドに形成されている場合は、板状物を支持する支持テーブルと板状物を保持して搬送する搬送手段とを有する加工装置において、その支持テーブルと搬送手段と計測手段とで厚み計測装置を構成することができるため、加工装置に容易に組み込むことができる。しかも、接触端子の大きさや形状を調整することにより、加工装置に対する計測手段の組み込み位置の自由度が増す。
【００１２】
更に、加工装置がチャックテーブルと研削手段と洗浄手段と搬送手段とから構成され、その搬送手段が保持パッドとアーム部とから構成される場合は、余分な工程を経ることなく研削後の板状物の厚みを計測することができ、研削中における板状物の厚みの計測に誤差があるかどうかを確認することもできるため、効率的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示す厚み計測装置１は、板状物を保持する支持テーブル２と、板状物を保持して搬送する搬送手段３と、板状物の厚みを計測する計測手段４とから構成される。
【００１４】
支持テーブル２は、ポーラスセラミックス等の多孔質部材により形成される支持面２０を有しており、支持面２０に作用する吸引力等によって板状物を保持することができる。
【００１５】
搬送手段３は、保持面３００において板状物を保持する保持パッド３０と、保持パッド３０を支持し旋回または昇降するアーム部３１とを備えている。保持パッド３０の側部には、水平方向に延びる接触端子３０１が固定されている。なお、アーム部３１と保持パッド３０との間には、衝突時の衝撃を和らげるために、ばねのような緩衝部材が配設されている。
【００１６】
計測手段４は、搬送手段３の保持パッド３０に保持された板状物を支持テーブル２の支持面２０に押圧した状態で、保持パッド３０の保持面３００と支持面２０との間隔を計測する機能を有しており、保持パッド３０の昇降方向に進退する計測ロッド４０と、計測ロッド４０を進退自在に保持すると共に計測ロッド４０の位置を計測する本体部４１と、計測により求めた計測ロッド４０の位置を記憶する記憶部４２と、記憶部４２の記憶内容に基づき板状物の厚みを算出する算出部４３とから構成される接触式計測器である。計測ロッド４０は、接触端子３０１の下方に位置しており、接触端子３０１と接触し、接触端子３０１の位置に応じて昇降する。計測手段４としては、例えばハイデンハイン株式会社から提供されている測長器を用いることができる。
【００１７】
搬送手段３の保持パッド３０に保持された板状物の厚みを計測する場合は、まず、図２に示すように、搬送手段３の保持パッド３０において板状物を保持していない状態で、保持パッド３０の保持面３００を支持テーブル２の支持面２０に密着させ、そのときの計測ロッド４０の垂直方向の位置Ｚ１を本体部４１において計測して記憶部４２に記憶させておく。
【００１８】
次に、図３に示すように、保持パッド３０の保持面３００において板状物７を保持し、支持テーブル２の支持面２０に板状物７を押圧する。そして、そのときの計測ロッド４０の垂直方向の位置Ｚ２を本体部４１において計測して記憶部４２に記憶させておく。
【００１９】
算出部４３は、記憶部４２に記憶されているＺ１及びＺ２の値を読み出し、（Ｚ１−Ｚ２）の計算をすることにより板状物７の厚みを求めることができる。このように、保持パッド３０によって板状物の面が支持テーブル２に押し付けられた状態でその厚みを求めることができるため、板状物に傷をつけることがない。
【００２０】
なお、支持テーブル２及び保持パッド３０の大きさや形状によっては接触端子３０１は必ずしも必要とされない場合もあるが、接触端子の大きさや形状を調整することにより、計測手段４との距離を調整することができ、加工装置に対する計測手段４の組み込み位置の自由度が増す。
【００２１】
厚み計測装置１が搭載される装置としては、例えば図４に示す研削装置５がある。この研削装置５は、板状物の面を研削して所望の厚みに形成する装置であり、板状物７を収容するカセット５００、５０１と、カセット５００からの板状物７の搬出またはカセット５０１への板状物７の搬入を行う搬出入手段５１と、板状物の位置合わせを行う位置合わせテーブル５２と、板状物を搬送する第一の搬送手段５３及び第二の搬送手段５４と、板状物７を保持する４つのチャックテーブル５５０、５５１、５５２、５５３と、これらのチャックテーブルを回転可能に支持すると共に自身も回転可能なターンテーブル５６と、各チャックテーブルに保持された板状物を研削する第一の研削手段５７及び第二の研削手段５８と、研削後の板状物を洗浄する洗浄手段５９とを有している。
【００２２】
第一の研削手段５７及び第二の研削手段５８は起立した壁部６０に対して昇降可能となっている。壁部６０の一方の面には垂直方向に一対の第一のガイドレール６１及び第二のガイドレール６２が配設されており、第一のガイドレール６１には第一の研削手段５７を支持する第一の支持部６３が摺動可能に係合し、第二のガイドレール６２には第二の研削手段５８を支持する第二の支持部６４が摺動可能に係合している。そして、パルスモータ６５の駆動により支持部６３が昇降するのに伴い第一の研削手段５７が昇降し、パルスモータ６６の駆動により支持部６４が昇降するのに伴い第二の研削手段５８が昇降する構成となっている。第一の研削手段５７、第二の研削手段５８の垂直方向の位置は、パルスモータ６５、６６に供給されるパルス数に基づいて正確に認識することができる。
【００２３】
第一の研削手段５７は、垂直方向の軸心を有するスピンドル５７０の下端にマウンタ５７１を介して研削ホイール５７２が装着され、研削ホイール５７２の下面に粗研削砥石５７３が固着された構成となっており、スピンドル５７０の回転に伴って粗研削砥石５７３が回転する構成となっている。一方、第二の研削手段５８は、垂直方向の軸心を有するスピンドル５８０の下端にマウンタ５８１を介して研削ホイール５８２が装着され、研削ホイール５８２の下面に仕上げ研削砥石５８３が固着された構成となっており、スピンドル５８０の回転に伴って仕上げ研削砥石５８３が回転する構成となっている。
【００２４】
カセット５００には研削前の板状物７が複数段に重ねて収納されており、搬出入手段５１によって１枚ずつ搬出されて位置合わせテーブル５２に載置される。そしてここで板状物７が一定の位置に位置合わせされた後、第一の搬送手段５３に吸着されると共に第一の搬送手段５３が旋回動することによって、チャックテーブル５５０に板状物７が載置され、保持される。
【００２５】
次に、ターンテーブル５６が所要角度（本実施形態では９０度）回転して板状物７が第一の研削手段５７の直下に位置付けられる。このとき、ターンテーブル５６が回転する前にチャックテーブル５５０が位置していた位置には、チャックテーブル５５１が自動的に位置付けられる。
【００２６】
そして、粗研削砥石５７３が回転しながら第一の研削手段５７が下降することにより、粗研削砥石５７３が板状物７の面に接触して当該面が粗研削される。次に、ターンテーブル５６が所要角度回転して板状物７が第二の研削手段５８の直下に位置付けられ、仕上げ研削砥石５８３が回転しながら第二の研削手段５８が下降することにより、仕上げ研削砥石５８３が板状物７の粗研削後の面に接触して当該面が仕上げ研削され、板状物７が所望の厚みに形成される。板状物７が所望の厚みに形成されたかどうかは、第二の研削手段５８を駆動するパルスモータ６６に供給されたパルス数から第二の研削手段５８の垂直方向の位置を認識することにより求めることができる。
【００２７】
仕上げ研削終了後は、ターンテーブル５６が所要角度回転することにより板状物７が洗浄手段５９の近傍に位置付けられる。そして、第二の搬送手段５４によって板状物７が洗浄手段５９に搬送される。
【００２８】
図５に示すように、第二の搬送手段５４としては、図１に示した搬送手段３を用いることができる。この第二の搬送手段５４の内部には、保持パッド３０の洗浄に用いる洗浄水または吸引用のエアーが流通する流通路５４０が形成されており、この流通路５４０は、バルブ５４１、５４２を介して洗浄水供給源５４３及び吸引源５４４にそれぞれ接続されている。
【００２９】
一方、洗浄手段５９は、洗浄する板状物を支持するスピンナーテーブル５９０と、スピンナーテーブル５９０に支持された板状物に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル５９１とを備え、スピンナーテーブル５９０としては、図１に示した支持テーブル２を使用することができる。そして、スピンナーテーブル５９０の近傍には図１に示した計測手段４が配設され、スピンナーテーブル５９０と第二の搬送手段５４と計測手段４とで厚み計測装置１を構成している。
【００３０】
なお、図示していないが、洗浄手段５９には、洗浄の際に洗浄水が周囲に飛散するのを防止するためのシャッターが配設されており、シャッターが下降し、スピンナーテーブル５９の周囲がシャッターによって密閉された状態で洗浄が行われる。従って、計測手段４は、シャッターの外側に配設されていることが好ましい。
【００３１】
研削後の板状物７がスピンナーテーブル５９０に搬送される前に、図６に示すように、スピンナーテーブル５９０において板状物を支持していない状態で第二の搬送手段５４を構成する保持パッド３０の保持面３００をスピンナーテーブル５９０の支持面２０に密着させる。このとき、接触端子３０１が計測ロッド４０を下方に押し込むため、そのときの計測ロッド４０の位置を本体部４１において予め計測しておき、その位置を原点として記憶部４２に記憶させておく。この原点を記憶させる工程は、一度しておけばよい。
【００３２】
研削後の板状物７は、第二の搬送手段５４を構成する保持パッド３０に吸着され、アーム部３１によってチャックテーブルからスピンナーテーブル５９０の直下に位置付けられた後に下降し、図７に示すように、保持パッド３０によって板状物７がスピンナーテーブル５９０の支持面２０に押圧された状態で保持される。このとき、接触端子３０１が計測ロッド４０を下方に押し込むため、そのときの計測ロッド４０の位置を本体部４１において計測し、その位置を記憶部４２に記憶させる。
【００３３】
図６に示したように板状物がない状態で保持パッド３０をスピンナーテーブル５９０の支持面２０に密着させた場合と、板状物７が保持パッド２０に保持された状態で支持面２０に押圧された場合とでは、計測ロッド４０の位置が板状物７の厚みの分だけ異なるので、記憶部４２に記憶された計測ロッドの２つの位置の差を算出部４３で算出すれば、板状物７の厚みを認識することができる。そして、仕上げ研削終了時にパルスモータ６６に供給されたパルス数に基づいて求めた板状物７の厚みと、算出部４３において求めた板状物７の厚みとを比較し、値が一致しない場合には、第二の研削手段５８において誤差が生じていると判断することができる。
【００３４】
第二の搬送手段５４は、板状物７を各チャックテーブルから洗浄手段５９へ搬送する手段でもあるため、余分な工程を経ることなく、かかる搬送と板状物７の厚みの測定とを連続して行うことができ、効率的である。
【００３５】
また、ターンテーブル５６の近傍にハイトゲージが配設され、研削中の板状物７の厚みをハイトゲージで計測する場合には、厚み計測装置１による計測結果と研削後にハイトゲージで計測した結果とを照合し、厚みの値が一致しない場合にはハイトゲージに不具合があると判断することができる。
【００３６】
なお、図４で示した研削装置５では第二の搬送手段５４と洗浄手段５９の支持テーブル５９０と計測手段４とで厚み計測装置１を構成したが、計測装置１を構成する搬送手段及び支持テーブルは、第二の搬送手段５４及び支持テーブル５９０とは別に配設されていてもよい。また、厚み計測装置１は、研削装置以外の加工装置に搭載することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、板状物の厚みを正確に認識する必要がある各種の加工に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】厚み計測装置の一例を示す斜視図である。
【図２】板状物がない状態における計測ロッドの位置を計測する様子を示す正面図である。
【図３】板状物がある状態における計測ロッドの位置を計測する様子を示す正面図である。
【図４】研削装置の一例を示す斜視図である。
【図５】研削装置における厚み計測装置の構成を示す断面図である。
【図６】研削装置において、板状物がない状態における計測ロッドの位置を計測する様子を示す正面図である。
【図７】研削装置において、板状物がある状態における計測ロッドの位置を計測する様子を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：計測装置
２：支持テーブル
２０：支持面
３：搬送手段
３０：保持パッド
３００：保持面  ３０１：接触端子
３１：アーム部
４：計測手段
４０：計測ロッド  ４１：本体部  ４２：記憶部  ４３：算出部
５：研削装置
５００、５０１：カセット
５１：搬出入手段  ５２：位置合わせテーブル
５３：第一の搬送手段
５４：第二の搬送手段
５４０：流通路  ５４１、５４２：バルブ  ５４３：洗浄水供給源
５４４：吸引源
５５０、５５１、５５２、５５３：チャックテーブル
５６：ターンテーブル
５７：第一の研削手段
５７０：スピンドル  ５７１：マウンタ  ５７２：研削ホイール
５７３：粗研削砥石
５８：第二の研削手段
５８０：スピンドル  ５８１：マウンタ  ５８２：研削ホイール
５８３：研削砥石
５９：洗浄手段
５９０：スピンナーテーブル  ５９１：洗浄水供給ノズル
６０：壁部  ６１：第一のガイドレール
６２：第二のガイドレール  ６３：第一の支持部  ６４：第二の支持部
６５、６６：パルスモータ
【図１】
2005177928.tif 000003
【図２】
2005177928.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005177928.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005177928.tif 000008
【図７】
2005177928.tif 000009